家庭最后10米联接是4K视频体验的关键

随着视频技术的发展，4K视频在未来几年将逐渐成为主流。如广东省在2017年7月发布《关于开展新数字家庭行动推动4K电视网络应用与产业发展的实施方案》，将力争用3至5年时间建成以4K电视为核心的超高清互动数字家庭网络。

4K可分为三个等级：准4K、基础4K、极致4K。不同等级的4K对画面帧率、抽样比、压缩比、网络传输带宽等都有不同要求，要求越高，体验到的色彩丰富性、画面生动性就越精彩。如极致4K视频需要最高75兆的带宽，而对于家里有多个4K电视的，需要200M甚至500M的带宽，才能满足家庭对4K视频的承载需求。

那么要支撑良好的4K视频体验，家庭网络方面还有哪些问题和差距呢？



首先，提升接入带宽是基础，虽然目前国内宽带已经普遍到了百兆并开始迈向千兆，但因为光纤只到弱电箱、高峰时段和网络拥堵等原因，实际使用带宽和接入带宽有差异，固定宽带的带宽优势无法得到体现；



其次，家庭内的最后10米宽带不可达，如家庭Wi-Fi的速率平均只有宽带下载速率的20%-50%，有70%的宽带问题来于家庭网络的最后10米，严重影响了业务体验；



最后，是对家庭Wi-Fi网络的运维管理方面，目前的运维系统管理能力不够，对Wi-Fi的故障难以定位和及时解决，导致用户满意度低。



面对这些问题，如何解决问题并迎接4K视频的全面到来呢？

而4K视频无疑会对通信网络的带宽和质量提出更高的要求，推动通信产业的发展。一方面，在固定宽带领域，4K视频会推动百兆宽带的普及，对于家里有多个4K电视的，会要求升级到200M甚至500M、千兆。同时为保证视频质量，除了峰值速率，对每用户的保证带宽也提出了更高的要求。这就要求运营商在宽带网络建设时，要用更低的分光比，或者启用下一代PON技术，提供更高的保证带宽。



在全球很多运营商也因此相继发布了千兆产品。在亚洲发达市场如日本、韩国、新加坡，以及我国香港等地，千兆产品已经相当普遍。有运营商开始发布10G产品，如我国香港的PCCW、日本的So-net等。国内运营商也在开始运营千兆接入，深圳和上海更是在2016年相继启动了“千兆城市”计划，计划在未来2-3年发展超百万千兆用户，为多路4K、视频通话视频会议，以及VR、智能家居等服务提供良好的宽带体验。

良好的用户体验是家庭宽带的核心，而当下百兆带宽的逐步普及让用户体验瓶颈发生变化。家庭用户更多的是采用支持Wi-Fi的手机或平板观看视频，未来移动终端也一定会支持4K，同时直播、互动游戏、IPTV一户多机以及未来的VR/AR眼镜应用也为家庭Wi-Fi的带宽提出了更高要求。因此制约视频体验更关键的是家庭室内最后10米的Wi-Fi连接。如果没有与接入带宽性能相匹配的家庭Wi-Fi网络，用户体验不到高带宽带来的业务差异，提供超宽带也将失去意义。因此“最后10米”的终端宽带联接成为家庭网络体验的关键瓶颈。



Wi-Fi已经成为家庭最后10米最主要的联接方式，高质量Wi-Fi应该选择支持双频11ac 5GHz Wi-Fi的方案和产品，因为从速率、抗干扰和视频承载等方面双频都比单频产品的性能提升了数倍：支持11ac 5GHz Wi-Fi的产品吞吐量是传统单频2.4GHz的4倍，如双频2x2 11n+2x2 11ac网关空口速率可达1200Mbps，但单频2x2 11n网关只能支持到300Mbps；信道数从原来的11个增加到24个，大幅减少了信道的干扰和冲突；同时11ac还可以支持空口公平性等多种算法对视频和大流量数据的传输有很大的优化和QoS保障。



幸运的是运营商已经认识到这一问题，并已经开始了一系列的行动，提出了打造最佳体验家庭Wi-Fi网络的目标。如国内运营商已经相继推出了家庭智能组网服务，在为用户提供Wi-Fi覆盖方案的同时，还提供上门Wi-Fi检测、定制化Wi-Fi组网设计、上门安装部署以及网络优化等家庭网络服务。有数据表明，在2017年运营商将为全国400万用户提供家庭组网服务。



运营商级的家庭Wi-Fi网络，应该以运营商的智能家庭网关为中心，充分利用室内已有线缆资源和双频5GHz Wi-Fi作为扩展介质实现Wi-Fi的智能覆盖，满足高速上网、视频的业务需求，达到家庭内部100Mbps带宽全覆盖，并且实现家庭整网的Wi-Fi无缝漫游和信道调优提升Wi-Fi体验。



同时家庭网络需要能够支持多终端多业务承载能力，智慧家庭业务应用的发展使得业务范围逐步扩大，这就要求家庭Wi-Fi网络支持大量设备并发接入和传输数据。特别是对4K等视频业务做到高优先级QoS承载保证流畅的体验。

 

与此同时，家庭Wi-Fi终端类型除了PC、手机、平板电脑，进一步扩展到各类智能家电和感应器等多种智能硬件。这要求家庭Wi-Fi网络能够支持大量Wi-Fi设备同时接入和传输数据，并且能够针对家庭Wi-Fi承载的不同业务提供差异化的保障能力。此外，Wi-Fi是一个开放性网络，但仍然存在大量用户Wi-Fi被攻破、带宽被共享、甚至家庭隐私泄露的非法行为。因此，家庭Wi-Fi网络应具备高等级的安全保障能力，如：防蹭网（主动发现非法用户蹭网行为并提示用户隔离）；防破解（主动发现暴力破解行为并主动隔离）；访客网络（为家庭访客提供有时限的独立Wi-Fi密钥，避免Wi-Fi密码外泄），以及防止通过漏洞恶意攻击等。

 

由于Wi-Fi技术本身具备不稳定的特征，家庭Wi-Fi网络质量可能会有些变化：每个家庭户型不同、用户终端和使用习惯不同、周边干扰情况不一，导致家庭Wi-Fi的故障率高、故障定界定位难。因此完善的家庭Wi-Fi服务，应将网络维护管理能力延伸至家庭，具备集中远程管理、快速故障定界定位的能力，并具备远程排障的技术手段，提供高质量的用户家庭Wi-Fi服务。同时需要建立起基于用户、装维工程师和运维中心的三方面的检测、保障和优化能力，如用户可以基于手机APP简单地管理和操作家庭Wi-Fi网络，装维工程师可以通过专业的工具上门为用户设计、检测、修复或优化Wi-Fi网络；而运维中心则可以在接到用户的报障后远程进行一定的操作、故障诊断和调优，并能依据系统大数据能力主动识别家庭Wi-Fi质差用户，进行主动运维，从而大幅减少用户的Wi-Fi网络故障。